Γνωρίζετε το κύκλωμα οδήγησης MOSFET;

Το κύκλωμα οδήγησης MOSFET είναι ένα κρίσιμο μέρος της σχεδίασης ηλεκτρονικών ισχύος και κυκλωμάτων, το οποίο είναι υπεύθυνο για την παροχή επαρκούς ικανότητας οδήγησης για να διασφαλιστεί ότι το MOSFET μπορεί να λειτουργεί σωστά και αξιόπιστα. Ακολουθεί μια λεπτομερής ανάλυση των κυκλωμάτων οδήγησης MOSFET:

I. Ρόλος του κυκλώματος κίνησης

Παρέχετε επαρκή χωρητικότητα κίνησης:Δεδομένου ότι το σήμα κίνησης δίνεται συχνά από έναν ελεγκτή (π.χ. DSP, μικροελεγκτής), η τάση και το ρεύμα μετάδοσης κίνησης ενδέχεται να μην επαρκούν για την άμεση ενεργοποίηση του MOSFET, επομένως απαιτείται ένα κύκλωμα μετάδοσης κίνησης που να ταιριάζει με την ικανότητα του ηλεκτροκινητήρα.

Εξασφαλίστε καλές συνθήκες μεταγωγής:Το κύκλωμα του οδηγού πρέπει να διασφαλίσει ότι τα MOSFET δεν είναι ούτε πολύ γρήγορα ούτε πολύ αργά κατά την εναλλαγή για να αποφευχθούν προβλήματα EMI και υπερβολικές απώλειες μεταγωγής.

Εξασφαλίστε την αξιοπιστία της συσκευής:Λόγω της παρουσίας παρασιτικών παραμέτρων της συσκευής μεταγωγής, ενδέχεται να δημιουργηθούν αιχμές τάσης-ρεύματος κατά τη διάρκεια της αγωγής ή της απενεργοποίησης και το κύκλωμα οδήγησης πρέπει να καταστέλλει αυτές τις αιχμές για να προστατεύσει το κύκλωμα και τη συσκευή.

II. Τύποι κυκλωμάτων κίνησης

 

Μη απομονωμένο πρόγραμμα οδήγησης

Απευθείας οδήγηση:Ο απλούστερος τρόπος οδήγησης του MOSFET είναι να συνδέσετε το σήμα κίνησης απευθείας στην πύλη του MOSFET. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για περιπτώσεις όπου η ικανότητα οδήγησης είναι επαρκής και η απαίτηση απομόνωσης δεν είναι υψηλή.

Bootstrap Circuit:Χρησιμοποιώντας την αρχή ότι η τάση του πυκνωτή δεν μπορεί να αλλάξει απότομα, η τάση ανυψώνεται αυτόματα όταν το MOSFET αλλάζει κατάσταση μεταγωγής, οδηγώντας έτσι το MOSFET υψηλής τάσης. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται συνήθως σε περιπτώσεις όπου το MOSFET δεν μπορεί να μοιραστεί κοινό έδαφος με το IC προγράμματος οδήγησης, όπως κυκλώματα BUCK.

Απομονωμένο πρόγραμμα οδήγησης

Απομόνωση οπτικού συζεύκτη:Η απομόνωση του σήματος μετάδοσης κίνησης από το κύριο κύκλωμα επιτυγχάνεται μέσω οπτικών συζευκτών. Ο Optocoupler έχει τα πλεονεκτήματα της ηλεκτρικής απομόνωσης και της ισχυρής ικανότητας κατά των παρεμβολών, αλλά η απόκριση συχνότητας μπορεί να είναι περιορισμένη και η διάρκεια ζωής και η αξιοπιστία μπορεί να μειωθούν υπό σκληρές συνθήκες.

Απομόνωση μετασχηματιστή:Η χρήση μετασχηματιστών για την επίτευξη της απομόνωσης του σήματος κίνησης από το κύριο κύκλωμα. Η απομόνωση μετασχηματιστή έχει τα πλεονεκτήματα της καλής απόκρισης υψηλής συχνότητας, της υψηλής τάσης απομόνωσης κ.λπ., αλλά ο σχεδιασμός είναι σχετικά πολύπλοκος και ευαίσθητος σε παρασιτικές παραμέτρους.

Τρίτον, ο σχεδιασμός των σημείων του κυκλώματος οδήγησης

Τάση μετάδοσης κίνησης:Θα πρέπει να διασφαλιστεί ότι η τάση μετάδοσης κίνησης είναι υψηλότερη από την τάση κατωφλίου του MOSFET για να διασφαλιστεί ότι το MOSFET μπορεί να αγωγιμότητα αξιόπιστα. Ταυτόχρονα, η τάση κίνησης δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή για να αποφευχθεί η καταστροφή του MOSFET.

Ρεύμα κίνησης:Παρόλο που τα MOSFET είναι συσκευές που λειτουργούν με τάση και δεν απαιτούν πολύ συνεχές ρεύμα μετάδοσης κίνησης, το ρεύμα αιχμής πρέπει να είναι εγγυημένο προκειμένου να διασφαλιστεί μια ορισμένη ταχύτητα μεταγωγής. Επομένως, το κύκλωμα του οδηγού θα πρέπει να μπορεί να παρέχει επαρκές ρεύμα αιχμής.

Αντίσταση κίνησης:Η αντίσταση κίνησης χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ταχύτητας μεταγωγής και την καταστολή των αιχμών ρεύματος. Η επιλογή της τιμής της αντίστασης πρέπει να βασίζεται στο συγκεκριμένο κύκλωμα και τα χαρακτηριστικά του MOSFET. Γενικά, η τιμή της αντίστασης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλη ή πολύ μικρή για να αποφευχθεί η επίδραση του φαινομένου οδήγησης και της απόδοσης του κυκλώματος.

Διάταξη PCB:Κατά τη διάταξη PCB, το μήκος της ευθυγράμμισης μεταξύ του κυκλώματος οδηγού και της πύλης MOSFET θα πρέπει να συντομευτεί όσο το δυνατόν περισσότερο και το πλάτος της ευθυγράμμισης θα πρέπει να αυξηθεί για να μειωθεί ο αντίκτυπος της παρασιτικής επαγωγής και αντίστασης στο φαινόμενο οδήγησης. Ταυτόχρονα, βασικά εξαρτήματα όπως οι αντιστάσεις μετάδοσης κίνησης θα πρέπει να τοποθετούνται πιο κοντά στην πύλη MOSFET.

IV. Παραδείγματα εφαρμογών

Τα κυκλώματα οδήγησης MOSFET χρησιμοποιούνται ευρέως σε μια ποικιλία ηλεκτρονικών συσκευών και κυκλωμάτων ισχύος, όπως τροφοδοτικά μεταγωγής, μετατροπείς και κινητήρες. Σε αυτές τις εφαρμογές, ο σχεδιασμός και η βελτιστοποίηση των κυκλωμάτων του οδηγού είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της απόδοσης και της αξιοπιστίας των συσκευών.

Συνοπτικά, το κύκλωμα οδήγησης MOSFET είναι αναπόσπαστο μέρος των ηλεκτρονικών ισχύος και του σχεδιασμού κυκλωμάτων. Σχεδιάζοντας εύλογα το κύκλωμα του οδηγού, μπορεί να διασφαλίσει ότι το MOSFET λειτουργεί κανονικά και αξιόπιστα, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση και την αξιοπιστία ολόκληρου του κυκλώματος.